船用碳纤维复合材料栏杆的设计与优化

作者：周松强; 张进; 张萌思; 尤培培; 景伟^*

来源：船舶工程, 2022, 44(02): 112-127.

DOI：10.13788/j.cnki.cbgc.2022.02.19

• 复合材料
• 栏杆
• 耐腐蚀
• 轻量化

为了提升船用栏杆的耐腐蚀性能并减轻其质量，提出适合实船应用的船用碳纤维复合材料栏杆设计方案。根据某船栏杆技术要求，参照船用金属栏杆设计，在已有成熟复合材料杆塔结构设计的基础上，开展船用碳纤维复合材料栏杆结构设计。借助有限元分析方法，对碳纤维复合材料栏杆与金属栏杆对比分析。提出多种设计方案，进行船用碳纤维复合材料栏杆优化设计。通过多方案比较，确定船用碳纤维复合材料栏杆设计方案。对比分析结果显示，碳纤维复合材料栏杆强度相对较高，但刚度相对较低。多方案比较可见，栏杆柱壁厚、撑柱壁厚、撑柱外径是影响栏杆力学性能的关键结构因素；撑柱外径对减重效果影响较大，而栏杆柱壁厚、撑柱壁厚对减重效果影响较小。

• 单位
  中国舰船研究设计中心